配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)對(duì)供電可靠性的影響研究

趙云云

【摘要】隨著現(xiàn)代化科技的發(fā)展，人們生活水平不斷地提高，各行各業(yè)對(duì)電的需求亦越來(lái)越大，對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高。安全用電成為一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，所以配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃與建設(shè)的重要性愈加突出，配網(wǎng)自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等多種功能，幫助我們解決電力安全性的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng);自動(dòng)化建設(shè);供電可靠性;影響

隨著人民生活水平的不斷提高，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展要求我們供電速度快、容量足、設(shè)施安全。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高，然而由于配網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境的影響，嚴(yán)重對(duì)配網(wǎng)設(shè)備的安全、穩(wěn)定造成一定的影響。部分地區(qū)由于發(fā)展較早，受設(shè)備老化以及供電需求的不斷增加，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，故障隔離與處理的速度顯得愈加重要。配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的重要性愈加突出。

1.1配網(wǎng)自動(dòng)化的內(nèi)容及意義

配網(wǎng)自動(dòng)化是以一次網(wǎng)架和自動(dòng)化設(shè)備為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與控制，使配電網(wǎng)始終處于安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行狀態(tài)。配網(wǎng)自動(dòng)化可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，減小故障停電范圍，減少故障停電時(shí)間，提高供電可靠性，減輕運(yùn)維人員工作壓力，提升用戶滿意度。所以配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)對(duì)于我們的發(fā)展是非常有意義的，也是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1.2配網(wǎng)自動(dòng)化的工作系統(tǒng)

1.2.1配網(wǎng)主站

配網(wǎng)主站（簡(jiǎn)稱主站或配電自動(dòng)化主站）為配網(wǎng)終端處理中心，主要實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)終端運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控，對(duì)配網(wǎng)終端進(jìn)行功能判斷和分析，為配網(wǎng)調(diào)度和配網(wǎng)生產(chǎn)服務(wù)，為供電可靠性提供基礎(chǔ)保障。

1.2.2配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)視與控制的自動(dòng)化系統(tǒng)，具備配電數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）、饋線自動(dòng)化以及配電網(wǎng)分析應(yīng)用等功能，主要由配電自動(dòng)化主站、配電自動(dòng)化終端、配電自動(dòng)化成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和相關(guān)附屬設(shè)備、設(shè)施，經(jīng)配電通信通道連接組成。

1.2.3就地控制型

就地饋線自動(dòng)化系統(tǒng)不需要配網(wǎng)主站或配電子站控制，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)配網(wǎng)終端相互通信、保護(hù)配合或時(shí)序配合，實(shí)現(xiàn)故障隔離和非故障區(qū)域的自動(dòng)復(fù)電，并上報(bào)處理過(guò)程和處理結(jié)果至配網(wǎng)主站。就地型的優(yōu)點(diǎn)是能夠快速的實(shí)現(xiàn)故障定位和隔離，其缺點(diǎn)是在非故障區(qū)域恢復(fù)供電時(shí)，由于其不能掌握配電網(wǎng)整體的負(fù)荷分布情況，在轉(zhuǎn)供電時(shí)可能會(huì)發(fā)生過(guò)載導(dǎo)致二次故障的情況。

1.2.4集中控制型

集中控制型需具備完整的配網(wǎng)主站、配網(wǎng)終端及通信通道。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，配網(wǎng)主站實(shí)時(shí)采集的配電網(wǎng)和配電設(shè)備運(yùn)行信息及故障信號(hào)，由配電主站自動(dòng)計(jì)算或輔以人工方式遠(yuǎn)程遙控配網(wǎng)終端，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的隔離和非故障區(qū)域的自動(dòng)轉(zhuǎn)供電，提高供電可靠性。

集中控制型適用于所有類型線路，通過(guò)配網(wǎng)終端實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的保護(hù)功能，且配電終端與變電站的保護(hù)配合不需要太多級(jí)差。但是故障的判斷、隔離、非故障區(qū)域的復(fù)電嚴(yán)重依賴于通信質(zhì)量、配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性等因素，通信的故障和配網(wǎng)終端的異常都可能導(dǎo)致功能失效。

2.1配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要依賴于配網(wǎng)終端，主要包括饋線終端（FTU）、站所終端（DTU）、配電變壓器監(jiān)測(cè)終端（TTU）及具備遠(yuǎn)傳功能的故障指示器終端等。采用通信通道，完成數(shù)據(jù)采集和控制等功能。然后經(jīng)過(guò)配網(wǎng)主站的集中數(shù)據(jù)采集與數(shù)理，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的準(zhǔn)確判斷與隔離。并及時(shí)通知供電運(yùn)維人員，提升工作效率和提高供電可靠性。

對(duì)供電可靠性的影響。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要依賴于配網(wǎng)自動(dòng)化終端的穩(wěn)定性和合理性。鑒于配網(wǎng)終端的重要性，若饋線終端分布不合理，嚴(yán)重影響供電可靠性，當(dāng)某條10kV中壓線路上自動(dòng)化終端布點(diǎn)不合理或者無(wú)自動(dòng)化終端，且線路發(fā)生故障時(shí)，因自動(dòng)化終端布點(diǎn)不合理，根據(jù)配網(wǎng)終端的動(dòng)作情況，將難以判斷故障范圍，且影響低壓用戶數(shù)較多，嚴(yán)重影響運(yùn)維人員工作效率和影響復(fù)電時(shí)間。在雷雨和臺(tái)風(fēng)多發(fā)季節(jié)，往往由于天氣的影響，運(yùn)維人員難以在故障第一時(shí)間趕往現(xiàn)場(chǎng)處理，嚴(yán)重影響供電可靠性。

2.2自動(dòng)控制系統(tǒng)

對(duì)供電可靠性的影響。自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅能快速，準(zhǔn)確的確定故障地點(diǎn)，還能及時(shí)進(jìn)行故障隔離和恢復(fù)非故障區(qū)域復(fù)電，減少了不必要的損失。目前配網(wǎng)自動(dòng)化主要依賴于配網(wǎng)自動(dòng)化斷路器的重合功能來(lái)降低線路瞬時(shí)故障對(duì)線路的影響，但當(dāng)發(fā)生永久故障時(shí)，根據(jù)中壓線路自動(dòng)化終端的布點(diǎn)，可以通過(guò)臨時(shí)轉(zhuǎn)供電進(jìn)一步減少故障停電范圍和停電時(shí)間，提高了供電可靠性。配網(wǎng)自動(dòng)化終端實(shí)現(xiàn)“遙控”后，當(dāng)發(fā)生供電故障時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)可通過(guò)遙控操作進(jìn)行故障的快速隔離和非故障區(qū)域的快速轉(zhuǎn)供電，進(jìn)一步提高供電可靠性和提升用戶滿意度。

2.3配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行模式

根據(jù)實(shí)際按照實(shí)際業(yè)務(wù)需求的不同，分為運(yùn)行監(jiān)測(cè)型和控制型兩種運(yùn)行模式。運(yùn)行監(jiān)測(cè)型模式是以及時(shí)定位配電網(wǎng)故障，監(jiān)視配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)為主要目的的配電自動(dòng)化建設(shè)模式。運(yùn)行監(jiān)測(cè)型模式的特點(diǎn)是配電網(wǎng)絡(luò)具備完整的配電主站、終端及通信通道，通過(guò)具有遙信、遙測(cè)功能的配電終端，將配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)及故障信號(hào)及時(shí)上傳配電主站。

控制型模式是以實(shí)現(xiàn)故障快速隔離與供電恢復(fù)為主要目的的配電自動(dòng)化建設(shè)模式。根據(jù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段的不同，可分集中控制型和就地控制型兩種型式。兩者的區(qū)別主要在于當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化終端通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)配電終端、保護(hù)裝置或自動(dòng)化開(kāi)關(guān)裝置相互配合，及時(shí)準(zhǔn)確定位故障區(qū)域，快速自行隔離故障、恢復(fù)非故障區(qū)域供電的過(guò)程中是否依賴配電主站和配電子站，同時(shí)將故障信號(hào)、開(kāi)關(guān)動(dòng)作情況、開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)等信息及時(shí)上報(bào)配電主站系統(tǒng)或相關(guān)調(diào)度、運(yùn)維人員。

2.4提升居民用電整體質(zhì)量

近年來(lái)，供電人在進(jìn)行配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，在考慮主網(wǎng)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，往往根據(jù)配網(wǎng)日常管理需求，同時(shí)結(jié)合配網(wǎng)終端應(yīng)用的普遍性和廣泛性，更加注重配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化和供電可靠性的提升。在此背景下，配網(wǎng)的可靠性是供電質(zhì)量得到本質(zhì)提升，同時(shí)根據(jù)主網(wǎng)潮流的分布，頻率和波形各項(xiàng)指標(biāo)都趨于更加優(yōu)化，且在SCADA系統(tǒng)的支持下，可對(duì)各項(xiàng)電能信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)調(diào)整。比如配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，某時(shí)間段內(nèi)通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)內(nèi)的電壓以及頻率超出了設(shè)計(jì)，此時(shí)電網(wǎng)將會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告信息，相關(guān)工作人員能夠及時(shí)掌握電網(wǎng)的具體運(yùn)行情況并合理判斷原因和及時(shí)作出自動(dòng)化調(diào)控，同時(shí)也通過(guò)手動(dòng)方式對(duì)實(shí)際查找工作加以輔助。通過(guò)以上方式，能夠在特定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)指標(biāo)，從而確保用戶的用電不會(huì)受到波動(dòng)性的影響，保證用電能夠應(yīng)用到高質(zhì)量的電能。

2.5提供安全保障

電力生產(chǎn)期間，每個(gè)階段都必須確保安全，只有這樣才能確保人們最終應(yīng)用到可靠的電能。從實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)在前期電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，大力發(fā)展配網(wǎng)建設(shè)工作，引入了安全、可靠、易管理與維護(hù)的配網(wǎng)設(shè)備一定程度上提高了配電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的安全性。從具體情況來(lái)看，根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃的布局，配網(wǎng)大多采用戶外架空線路，然后根據(jù)配網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境的多變性、惡劣興，增加了配網(wǎng)運(yùn)維的工作難度和工作壓力，也增加了由于客觀因素造成停電的可能性。在自動(dòng)調(diào)控的支持下，配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中可以通過(guò)中壓線路運(yùn)行方式，獲取電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息和數(shù)據(jù)，再進(jìn)一步利用通信管理，進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)交換，一定程度上對(duì)不穩(wěn)定因素進(jìn)行防御，降低了突發(fā)要素對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行的影響，最大程度確保配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。可見(jiàn)，在供電過(guò)程中，通過(guò)自動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，使供電安全變得更加合理，同時(shí)也間接的提升供電的可靠性。如圖2所示。

2.6合理規(guī)劃，提升供電可靠性

目前配網(wǎng)規(guī)劃以“提高供電可靠性”為抓手，以建設(shè)“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)”的智能配電網(wǎng)為目標(biāo)，按照“分區(qū)、分組、分層”的網(wǎng)架優(yōu)化思路，以配網(wǎng)供電片區(qū)為網(wǎng)格，以饋線組為單元，厘清主干線、支線層級(jí)關(guān)系，以問(wèn)題為導(dǎo)向推進(jìn)網(wǎng)架優(yōu)化及自動(dòng)化建設(shè)。同時(shí)合理設(shè)置自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)和配網(wǎng)光纖敷設(shè)，做到同步規(guī)劃、同步建設(shè)、同步驗(yàn)收投運(yùn)。然而隨著配網(wǎng)供電范圍的不斷擴(kuò)大，以及配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備的多樣性，在一定程度上增加了規(guī)劃難度，同時(shí)也使常態(tài)下電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)變得更加困難。通過(guò)應(yīng)用自動(dòng)化手段，對(duì)電網(wǎng)中的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行有序調(diào)控，對(duì)組合狀態(tài)下的電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)預(yù)測(cè)用戶實(shí)際需求，合理做好網(wǎng)架優(yōu)化。通過(guò)自動(dòng)化手段，可以對(duì)電網(wǎng)的配網(wǎng)升級(jí)進(jìn)行指引，對(duì)電網(wǎng)的后期改進(jìn)加以指導(dǎo)，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，為人們提供更加穩(wěn)定的電能。

配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)還遠(yuǎn)不止這些功能，例如它還可以對(duì)工作人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)以免其工作中出現(xiàn)問(wèn)題。現(xiàn)在電網(wǎng)十分復(fù)雜，線路多且網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)和實(shí)施維護(hù)難度較大，耗時(shí)長(zhǎng)。有了配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，不僅幫我們節(jié)約了時(shí)間，簡(jiǎn)化了工作流程，還提高了我們的工作效率。它完善的系統(tǒng)還能幫我們找到最好的解決方案，既經(jīng)濟(jì)劃算又十分安全。

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